自考(2017年版)《操作系統》——第一章思考與練習題參考答案(自做)

說明:一切答案以課本描述優先

1.什麼是操作系統?請說明操作系統在計算機系統中的作用和地位。
  • 答:操作系統是計算機系統中的一個系統軟件,是一些程序模塊的集合。這些程序模塊能有效的組織和管理計算機系統中的硬件及軟件資源,合理地組織計算機流程,控制程序的執行,並向用戶名模式提供各種服務功能,使得用戶能靈活、方便、有效地使用計算機,並使整個計算機系統能高效地運行。(P22)
    作用和地位:操作系統是計算機資源的管理者。負責組織和管理計算機系統中的硬件及軟件資源。同時也通過接口向用戶提供各種服務和功能。(P23)
2.操作系統管理計算機系統的哪些資源?
  • 答:操作系統負責管理計算機系統的硬件和軟件資源。硬件資源包括:中央處理器(CPU),內存儲器(主存),外存儲器和各種輸入輸出設備(鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等);軟件資源包括各種程序和數據。(P22)
3.請從資源管理的角度說明操作系統的主要功能。
  • 答:從資源管理的角看,操作系統的主要功能可以分爲:進程管理、存儲管理、文件管理和設備管理。(P26)
4.操作系統有哪些基本特徵?
  • 答:併發性、共享性、虛擬性和隨機性(異步性)(P5)。
5.比較Windows、UNIX和Linux操作系統的結構體系,有什麼異同?
  • 答:windows結構體系包括:內核、硬件抽象層、執行體、系統進程和系統線程。
    UNIX結構體系包括:內核層、系統調用層、應用層。
    Linux結構體系包括:內核層、shell、文件系統、應用程序。(P31)
6.Android操作系統的特點是什麼?
  • 答:Android操作系統主要面向移動設備,具有良好的開放性和可移植性。(P37)
7.手機操作系統通常要提供哪些功能?
  • 答:未找到。
8.請敘述各種類型操作系統的工作方式及特點?
  • 答:操作系統的類型主要有批處理操作系統、分時操作系統、實時操作系統、個人計算機操作系統、嵌入式操作系統、網絡操作系統、分佈式操作系統七大類。
  • 批處理操作系統:工作方式爲用戶將作業交給系統操作員,系統操作員在收到一定數量的用戶作業後組成一批作業輸入到計算機,啓動操作系統,系統自動、依次執行每個作業。最後由系統操作員將執行完畢的作業交給用戶。特點是成批處理,系統資源利用率高,作業吞吐率高,但是用戶不能直接與計算機交互,不適合調試程序。
  • 分時系統:工作方式爲一臺計算機主機連接若干終端,用戶通過終端設備向系統提出命令請求系統接受用戶命令之後採用時間片輪轉的方式處理用戶的請求,通過交互方式在終端上向用戶顯示結果。特點是多路性、交互性、獨佔性和及時性。
  • 個人計算機操作系統:工作方式爲單用戶多任務,供個人使用,在幾乎任何地方都可以安裝使用。特點是在某一段時間內爲單個用戶服務;採用圖形界面人機交互的工作方式,界面友好; 使用方便,用戶無須具備專門知識,也能熟練的操縱系統。
  • 網絡操作系統:工作方式是基於計算機網絡的,在各種計算機操作系統之上按網絡體系結構協議標準設計開發的。特點是把計算機網絡中的各個計算機有機的連接起來,實現了信息交換和資源共享。
  • 分佈式操作系統:工作方式爲將大量的計算機通過網絡連結在一起,可以獲得極高的運算能力及廣泛的數據共享。特點是實現了資源的深度共享;是一個統一的操作系統,所有主機使用同一個操作系統;透明性;自治性。(P37)
9.請比較批處理系統、分時系統以及實時操作系統之間的相同點和不同點
  • 答:以上。
10.請描述分時系統下響應時間的含義
  • 答:用戶從終端發出命令到系統給予回答所經歷的的時間,定義爲響應時間。(P41)
11.在什麼情況下應該採用批處理方式,在什麼情況下應該考慮分時策略
  • 答:批處理方式適合作業量大,對系統資源利用率要求高,且不需要快速回應用戶請求的情況。分時策略適用於需要提高交互式快速服務的計算機系統。
    ######12…現代的通用操作系統把批處理方式和分時方式二者結合起來,爲什麼要這樣做,這樣的結合有什麼特點?
  • 答:這樣的操作系統結合了批處理和分時兩種系統的特點。系統把處理終端用戶
    的交互式的、比較小的但需要及時處理的作業作爲“前臺作業”予以優先處理,把需要較長運行時間、需要調用其他外部設備、比較大型但無須終端用戶干預的且不需要立即處理的作業作爲“後臺作業”進行批處理。這樣使整個計算機系統忙閒結合,能更有效地利用計算機系統的資源。(P41)
13. 實時操作系統有什麼主要特徵?
  • 答:實時操作系統的主要特徵是在嚴格時間範圍內對外部請求做出反應,系統要
    有高度的可靠性。(P41)
14-15 略
16.網絡操作系統和分佈式操作系統都是配置在計算機網絡上的操作系統它們之間有什麼本質上的不同?
  • 答:網絡操作系統是基於計算機網絡的是在各種計算機操作系統之上按網絡體系結構協議標準設計開發的軟件。它包括網絡管理、通信、安全、資源共享和各種網絡應用。分佈式操作系統是網絡操作系統的更高級形式,除了有網絡操作系統的功能之外,其特徵是系統中所有主機使用同一個操作系統、資源的深度共享、透明性和自治性。(P43)
17.操作系統設計的過程包括哪些方面?在每個方面都要考慮什麼問題?
  • 答:操作系統的設計過程包括功能設計、算法設計和結構設計。在每個方面均應考慮使操作系統具有可靠性、高效性、易維護性、易移植性、安全性幾簡明性等問題。(P45)
18.操作系統的設計目標是什麼?
  • 答:目標有三條:系統模塊化、模塊標準化、通信規範化。(P46)
19.影響操作系統正確性的因素有哪些?
  • 答:影響操作系統正確性的因素包括操作系統的功能成分多、各種外部設備的接口複雜、參與開發的人員較多。(P45)
20.在進行操作系統結構設計時應考慮哪些問題
  • 答:應考慮組成操作系統的各部分的劃分原則以及它們之間的關係(即通信)。簡言
    之,即操作系統的構成法和組合方法。(P47-48)
21.請說明模塊組合法、層次式結構和客戶/服務器結構的基本思想及優缺點。
  • 答:模塊組合法的基本思想是首先確定操作系統的總體功能然後將總功能分解爲若干子功能,實現每個子功能的程序稱爲模塊。再通過接口將所有模塊連接起來形成一個操作系統的整體。優點:結構緊密、接口簡單直接、系統效率較高。缺點:模塊間轉接隨便,各模塊相互牽連,獨立性差,系統結構不清晰;數據基本上作爲全程量處理,模塊的修改和維護較困難;由於模塊組合常以大型表格爲中心限制了系統的併發性。
    層次式結構的基本思想是爲克服模塊結構的缺點、減少各模塊之間無規則的互相調用、相互依賴關係力求將模塊間的調用的無序性變爲有序性,將操作系統的所有功能模塊按功能流圖的調用次序將模塊分成若干層,各層之間的模塊只能是單向依賴或單向調用關係。優點:既具有模塊法把整體問題分解成局部化的優點,又使各模塊自己的組織結構和依賴關係清晰明瞭,增加了系統的可讀性和可適應性,增加了系統的可靠性,易於調式、易於修改、易於擴充、易於維護等。
    客戶/服務器結構適宜於應用在網絡環境下分佈式處理的計算環境中。優點:將系統分成若干個小的並且自包含的服務進程分支,每個分支運行在獨立的用戶進程中,相互之間通過規範一致的方式接收發送消息而聯繫起來。可靠、靈活、適宜於分佈式處理的計算環境。缺點:效率較低。
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